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BACCALAURÉAT GÉNÉRAL
ÉPREUVE D’ENSEIGNEMENT DE SPÉCIALITÉ
SESSION 2022
SCIENCES DE LA VIE ET DE LA
TERRE
JOUR 2
Jeudi 12 Mai 2022
Durée de l’épreuve : 3 h 30
L’usage de la calculatrice et du dictionnaire n’est pas autorisé.
Dès que ce sujet vous est remis, assurez-vous qu’il est complet.
Ce sujet comporte 8 pages numérotées de 1/8 à 8/8.
Le candidat traite :
L’un des deux exercices 1 au choix
ET
L’exercice 2
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Vous traiterez au choix un des deux exercices 1
Vous préciserez l’exercice choisi sur votre copie
EXERCICE 1 - première proposition : Géologie et climat (7 POINTS)
L’étude des paléoclimats a permis d’identifier des paramètres utiles pour le développement
des modèles climatiques afin d'envisager les climats du futur. Ces paramètres sont divers
et liés à des phénomènes géologiques variés. Leurs importances relatives dépendent de
l’échelle de temps considérée.
QUESTION :
Montrer comment des phénomènes géologiques ont pu influencer les climats du
passé.
Vous rédigerez un texte argumenté. Vous appuierez votre exposé et argumenterez
votre propos à partir d'expériences, d'observations et/ou d’exemples judicieusement
choisis.
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EXERCICE 1 - deuxième proposition :
Fleur et diversité génétique des végétaux (7 POINTS)
Même s’il existe différents types d’organisation florale, la fleur présente une architecture
commune constituée de pièces stériles et fertiles. Cet appareil clé de la reproduction sexuée
des Angiospermes participe à la grande diversité des individus de ce groupe.
QUESTION :
Montrer comment, grâce à leurs différentes pièces florales, des individus parentaux
peuvent produire une descendance génétiquement variée, lors de la reproduction
sexuée.
Vous rédigerez un texte argumenté. On attend des expériences, des observations, des
exemples pour appuyer votre exposé et argumenter votre propos.
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Vous traiterez obligatoirement cet exercice 2
EXERCICE 2 : Régulation de la glycémie lors d’un jeûne (8 POINTS)
Le jeûne correspond à la privation totale ou partielle de nourriture pour une période
donnée. Au-delà de 10 heures de jeûne des mécanismes physiologiques particuliers
impliqués dans la régulation de la glycémie et nécessaires à son maintien autour de
sa valeur de consigne se mettent en place. On cherche à comprendre certains
mécanismes impliqués dans la régulation de la glycémie lors d’un jeûne prolongé.
QUESTION :
Expliquer les mécanismes pouvant être impliqués dans le maintien de la
glycémie dans un intervalle de valeurs normales lors d’un jeûne prolongé.
Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des
données des documents et les connaissances utiles.
Document 1 : concentration de cortisol sanguin avant et après un jeûne
prolongé
On mesure la concentration de cortisol sanguin chez 8 hommes avant la période de
jeûne et après un jeûne de 5 jours. Les résultats sont présentés dans le graphique.
Chaque point sur le graphique correspond à la moyenne des valeurs de cortisol
sanguin mesurées chez un homme pendant 24 heures. Les valeurs obtenues chez un
même individu sont reliées par un trait.
Les valeurs indiquées dans le graphique sous les points correspondent aux moyennes
calculées à partir des valeurs des concentrations moyennes des 8 hommes avant et
après un jeûne de 5 jours.
Source : Bergendhal et al, Cortisol secretion during fasting, Journal of Clinical
Endocrinology and Metabolism, 1996
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Document 2 : rôle des glucocorticoïdes dans l’expression de certains gènes
Afin de comprendre le rôle des glucocorticoïdes (comme par exemple le cortisol) dans
la régulation de la glycémie, on mesure la quantité de deux ARN messagers différents
extraits de cellules du foie de souris sauvages, 2 heures après l’injection d’une solution
physiologique (PBS) ou de dexaméthasone (DEX), un analogue des glucocorticoïdes
qui possède les mêmes effets (agoniste) que les glucocorticoïdes.
* : différence significative
PEPCK : ARN messager issu de la transcription du gène codant la protéine
phosphoénolpyruvate carboxykinase
S26 : ARN messager issu de la transcription du gène codant la protéine ribosomique
S26 exprimée de manière constitutive dans toutes les cellules quelles que soient les
conditions et qui est donc utilisée pour vérifier la qualité technique de la manipulation
Source : Ophrek et al, Glucocorticoid Receptor and Gluconeogenesis, 2004
Quantité d’ARN messager
(en unités arbitraires)
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Document 3 : exemples de réactions chimiques pouvant se dérouler dans les
cellules hépatiques
En moyenne, chez un homme de 70 kg, les réserves de glycogène sont estimées à
100 g et sont utilisées à une vitesse de 5 g par heure lors d’un jeûne.
D’autres réactions que celles impliquées dans la glycogénolyse peuvent se dérouler
dans les cellules hépatiques. Certaines d’entre elles sont présentées sur le schéma ci-
dessous. Elles sont catalysées par différentes enzymes (protéines notées en italique
et encadrées).
Source : Beale et al, Cell Biochem. Biophys., 2007
Certains acides
aminés
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Document 4 : rôle du récepteur des glucocorticoïdes dans l’expression de
certains gènes lors d’un jeûne
Afin de comprendre le mode d’action des glucocorticoïdes dans la régulation de la
glycémie, on réalise des expériences sur des souris sauvages et des souris mutantes
dont le gène codant pour le récepteur des glucocorticoïdes a été inactivé dans les
cellules de leur foie.
Le Northern blot est une méthode de biologie moléculaire permettant l'analyse des
ARN messagers. Les ARN messagers sont extraits de cellules, séparés par
électrophorèse en fonction de leur taille puis détectés grâce à des sondes (séquences
de nucléotides complémentaires à l’ARN messager étudié). La présence d’un ARN
messager spécifique est révélée par radiographie et apparaît sous forme d’une tache
noire (plus la tache est sombre et grande, plus la quantité d’ARN messagers détectée
est importante).
Résultats de Northern blot obtenus à partir d’ARN messagers extraits des cellules du
foie de souris sauvages et de souris mutantes
PEPCK : ARN messager issu de la transcription du gène codant la protéine
phosphoénolpyruvate carboxykinase
S26 : ARN messager issu de la transcription du gène codant la protéine ribosomique
S26 exprimée de manière constitutive dans toutes les cellules quelles que soient les
conditions et qui est donc utilisée pour vérifier la qualité technique de la manipulation
Source : Ophrek et al, Glucocorticoid Receptor and Gluconeogenesis, 2004
5 souris
sauvages
nourries
5 souris
mutantes
nourries
5 souris
mutantes après
un jeûne de 48
h
5 souris
sauvages après
un jeûne de 48
h
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Document 5 : étude de la localisation cellulaire des récepteurs des
glucocorticoïdes
Pour étudier le mode d’action des glucocorticoïdes au niveau cellulaire, on intègre une
construction génique comportant le gène codant pour le récepteur des
glucocorticoïdes associé au gène codant pour la GFP (green fluorescent protein) dans
des cellules vivantes (fibroblastes de singe) en culture. Une cellule ayant intégré dans
son génome la construction génique exprime alors des récepteurs émettant une
fluorescence observable avec un microscope optique à fluorescence lorsque la cellule
est éclairée avec des rayons ultra-violets.
Photographies de l’observation au microscope optique à fluorescence d’un
fibroblaste de singe ayant intégré la construction génique depuis 24 heures
Sur les deux photographies (A et F), on repère la membrane plasmique de la cellule
étudiée par le trait blanc continu et l’emplacement de son noyau par les pointillés
blancs.
À t = 0 min, on injecte dans le milieu extracellulaire de la dexaméthasone.
La photographie A est réalisée à t = 0 minute et la photographie F à t = 12 minutes.
La fluorescence observée apparaît en gris sur les photographies ; l’intensité de
fluorescence se maintient tout au long de l’expérience.
En absence d’injection de dexaméthasone dans le milieu extracellulaire, la localisation
de la fluorescence est équivalente à celle observée dans la cellule correspondant à la
photographie A tout au long de l’expérience.
Source : Kino et al, GR Nucleocytoplasmic Trafficking and Glucocorticoid
Resistance,The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 2001
